苯和乙醇烷基化副产物二甲苯生成规律研究

论文摘要

在小型固定床反应装置上对DRF型催化剂进行了苯与乙醇气相烷基化制乙苯反应性能的研究,研究了工艺条件、镧和磷改性等因素对主要副产物二甲苯的生成影响。基于性能评价和特征表征相结合的方式,对DRF型催化剂和工业参比催化剂进行了稳定性对比考察,同时对两种催化剂催化性能差异的原因及其再生后的催化性能进行了探讨。得到了以下主要结果：（1）DRF型催化剂对苯与乙醇气相烷基化合成乙苯具有良好的乙苯选择性、稳定性以及较低的二甲苯相对含量。乙苯合成适宜的反应条件为：温度360-400℃,苯醇摩尔比在5-7,苯醇混合质量空速为12 h-1左右；（2）适当降低反应温度及提高苯醇摩尔比可抑制副产物二甲苯的生成。提高原料中苯醇摩尔比,有利于提高乙苯选择性并降低副产物二乙苯的选择性；在相对较大的质量空速下操作,缩短了反应物的停留时间,降低了催化剂的结焦程度,减少了二甲苯的生成几率；（3）La和P改性后DRF催化剂的总酸量较未改性前高,但产物中杂质二甲苯的含量未降低,乙苯选择性有所提高,二乙苯相对含量降低；（4）在2000 h的长周期寿命考察中,在相同反应条件下,DRF型催化剂上二甲苯的相对含量低于参比催化剂,乙苯选择性也优于参比催化剂,其综合催化性能超过了参比催化剂的水平,DRF型催化剂是一种具有良好工业应用前景的催化剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 ZSM-5沸石的结构和酸性
• 1.1.1 沸石分子筛的发展历史
• 1.1.2 沸石分子筛的形成和化学组成
• 1.1.3 ZSM-5沸石的结构和酸性特征
• 1.1.4 分子筛的改性
• 1.2 苯的生产技术
• 1.2.1 苯和乙烯烷基化生产技术
• 1.2.2 苯和乙醇烷基化生产技术
• 1.2.3 国内外苯和乙醇烷基化合成乙苯的研究进展
• 1.3 沸石催化剂上乙苯合成过程的理论研究
• 1.3.1 苯和乙醇烷基化反应机理
• 1.3.2 沸石酸性质对其催化性能的影响
• 1.3.3 沸石孔道结构对其催化性能的影响
• 1.4 艺条件对沸石催化剂上乙苯合成过程的影响
• 1.4.1 反应温度的影响
• 1.4.2 苯醇摩尔比的影响
• 1.4.3 空速的影响
• 1.5 选题依据及主要研究内容和目的
• 1.5.1 选题依据
• 1.5.2 主要研究内容和目的
• 2 实验部分
• 2.1 实验材料及仪器
• 2.2 催化剂的制备
• 2.2.1 La-DRF催化剂的制备
• 2.2.2 La-P-DRF催化剂的制备
• 2.3 催化剂的物化性质表征
• 2.3.1 晶体结构的测定
• 2.3.2 样品的酸性测定
• 2.3.4 比表面积及孔结构的测定
• 2.4 催化剂烷基化性能评价
• 2.5 产物分析和计算方法
• 2.5.1 产物分析
• 2.5.2 计算方法
• 3 DRF催化剂上工艺条件等因素对生成二甲苯的影响
• 3.1 烷基化影响因素的考察
• 3.1.1 反应温度的影响
• 3.1.2 苯醇摩尔比的影响
• 3.1.3 质量空速的影响
• 3.1.4 水的影响
• 3.2 小结
• 4 改性DRF催化剂对生成二甲苯的影响
• 4.1 La改性的影响
• 4.1.1 La改性催化剂的表征
• 4.1.2 不同La负载量催化剂的烷基化性能及生成二甲苯的影响
• 4.2 La-P复合改性的影响
• 4.2.1 La-P复合改性的催化剂的表征
• 4.2.2 不同La-P负载量催化剂的烷基化性能及对生成二甲苯的影响
• 4.3 小结
• 5 DRF催化剂与参比催化剂合成乙苯催化性能的比较
• 5.1 催化剂的物理化学性质比较
• 5.2 催化剂的稳定性考察
• 5.3 长运转积碳催化剂的再生评价
• 5.3.1 催化剂烧碳再生
• 5.3.2 再生催化剂评价
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢